一種新型三維多層單零點雙模濾波器的製造方法
2023-09-20 02:56:55
一種新型三維多層單零點雙模濾波器的製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種新型三維多層單零點雙模濾波器，包括輸入/輸出埠、輸入輸出電感、輸入輸出耦合電感以及使用帶狀線結構實現的一個雙模諧振器，上述結構均採用多層低溫共燒陶瓷工藝實現。本發明具有頻率覆蓋廣、相對帶寬窄、插損小、重量輕、體積小、可靠性高、電性能好、溫度穩定性好、電性能批量一致性好、成本低、可大批量生產等優點，適用於射頻、微波及毫米波頻段的通信、衛星通信等對體積、電性能、溫度穩定性和可靠性有苛刻要求的窄帶通信系統。
【專利說明】一種新型三維多層單零點雙模濾波器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種射頻微波濾波器，特別是一種新型三維多層單零點雙模濾波器。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著移動通信、衛星通信及國防電子系統的微型化的迅速發展，高性能、低成本和小型化已經成為目前微波/射頻領域的發展方向，對微波濾波器的性能、尺寸、可靠性和成本均提出了更高的要求。在一些國防尖端設備中，現在的使用頻段已經相當擁擠，所以衛星通信等尖端設備向著毫米波波段發展，所以微波毫米波波段濾波器已經成為該波段接收和發射支路中的關鍵電子部件，描述這種部件性能的主要指標有:通帶工作頻率範圍、阻帶頻率範圍、通帶插入損耗、阻帶衰減、通帶輸入/輸出電壓駐波比、插入相移和時延頻率特性、溫度穩定性、體積、重量、可靠性等。
[0003]當前在射頻微波頻段使用範圍較廣的濾波器類型有聲表面波濾波器、微帶濾波器和LC濾波器。聲表面波濾波器濾波特性較好，但是它的製作成本較高且對加工工藝的要求較為苛刻，良品率較低。微帶濾波器和LC濾波器的體積較大不利於小型化集成。所述現有技術存在無法同時獲得較好的濾波特性、微型化、良品率高和成本低特性的缺陷。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於提供一種由帶狀線結構實現體積小、重量輕、可靠性高、電性能優異、結構簡單、成品率高、批量一致性好、造價低、溫度性能穩定的一種新型三維多層單零點雙模濾波器。
[0005]實現本發明目的的技術方案是:一種新型三維多層單零點雙模濾波器，包括50歐姆阻抗輸入埠 P1、輸入內部接口 Cl、接口輸入電感C2、輸入耦合帶狀線C3，雙模諧振腔BI第一帶狀線C4、雙模諧振腔BI第二帶狀線C5、雙模諧振腔BI第三帶狀線C6、雙模諧振腔BI第四帶狀線C7、雙模諧振腔BI第五帶狀線C8，雙模諧振腔BI第一金屬化通孔V1、雙模諧振腔BI第二金屬化通孔V2，輸出耦合帶狀線C9，輸出接口電感C10、輸出內部接口 CU、50歐姆阻抗輸出埠 P2。
[0006]50歐姆阻抗輸入埠 Pl中心設置輸入內部接口 Cl，輸入內部接口 Cl的另一端與接口輸入電感C2連接，接口輸入電感C2的另一端與輸入耦合帶狀線C3相連。
[0007]雙模諧振腔BI第一帶狀線C4、雙模諧振腔BI第二帶狀線C5、雙模諧振腔BI第三帶狀線C6、雙模諧振腔BI第四帶狀線C7和雙模諧振腔BI第五帶狀線C8構成雙模諧振腔BI。雙模諧振腔BI第二帶狀線C5位於輸入耦合帶狀線C3的右側，二者耦合連接。雙模諧振腔BI第二帶狀線C5的另一端與雙模諧振腔BI第四帶狀線C7連接。雙模諧振腔BI第四帶狀線C7的另一側與雙模諧振腔BI第五帶狀線CS連接。雙模諧振腔BI第一金屬化通孔Vl位於雙模諧振腔BI第四帶狀線C7上方，二者直接連接。雙模諧振腔BI第一金屬化通孔Vl的另一端與雙模諧振腔BI第二帶狀線C5連接。雙模諧振腔BI第二金屬化通孔V2位於雙模諧振腔BI第四帶狀線C7下方，二者直接相連，雙模諧振腔BI第二金屬化通孔V2的另一端與雙模諧振腔BI第三帶狀線C6直接相連。輸出耦合帶狀線C9位於雙模諧振腔BI第五帶狀線CS的右側，二者耦合連接。輸出耦合帶狀線C9的另一側與輸出接口電感ClO連接、輸出接口電感ClO的另一側與輸出內部接口 Cll相連，輸出內部接口 Cll的另一端被設置於50歐姆阻抗輸出埠 P2的中心。
[0008]所述50歐姆阻抗輸入埠 P1、輸入內部接口 Cl、接口輸入電感C2、輸入耦合帶狀線C3、雙模諧振腔BI第一帶狀線C4、雙模諧振腔BI第二帶狀線C5、雙模諧振腔BI第三帶狀線C6、雙模諧振腔BI第四帶狀線C7、雙模諧振腔BI第五帶狀線C8、雙模諧振腔BI第一金屬化通孔V1、雙模諧振腔BI第二金屬化通孔V2、輸出耦合帶狀線C9、輸出接口電感C10、輸出內部接口 Cll和50歐姆阻抗輸出埠 P2均採用多層低溫共燒陶瓷工藝加工實現。
[0009]所述雙模諧振腔BI關於其對稱軸偶對稱並且上下對稱，雙模諧振腔BI第一帶狀線C4、雙模諧振腔BI第二帶狀線C5、雙模諧振腔BI第三帶狀線C6、雙模諧振腔BI第四帶狀線C7、雙模諧振腔BI第五帶狀線CS均為兩端開路的結構。
[0010]與現有技術相比，由於本發明採用低損耗低溫共燒陶瓷材料和新結構三維立體集成技術，所帶來的顯著優點是:(I)可調雙模結構，帶內平坦、通帶內插損低；(2)可調濾波器帶寬；(3)濾波器解構緊湊，體積小、重量輕、可靠性高；(4)電性能優異；(5)電路實現結構簡單，可實現大批量生產，成品率高；(6)成本低；(7)使用安裝方便，可以使用全自動貼片機安裝和焊接。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明一種新型三維多層單零點雙模濾波器的外形及內部結構示意圖。
[0012]圖2是本發明一種新型三維多層單零點雙模濾波器的結構側視圖。
[0013]圖3是本發明一種新型三維多層單零點雙模濾波器輸出端的幅頻特性曲線圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。
[0015]結合圖1、圖2和圖3，本發明一種新型三維多層單零點雙模濾波器，該濾波器包括50歐姆阻抗輸入埠 P1、輸入內部接口 Cl、接口輸入電感C2、輸入耦合帶狀線C3，雙模諧振腔BI第一帶狀線C4、雙模諧振腔BI第二帶狀線C5、雙模諧振腔BI第三帶狀線C6、雙模諧振腔BI第四帶狀線C7、雙模諧振腔BI第五帶狀線CS，雙模諧振腔BI第一金屬化通孔V1、雙模諧振腔BI第二金屬化通孔V2，輸出耦合帶狀線C9，輸出接口電感C10、輸出內部接口C1U50歐姆阻抗輸出埠 P2。
[0016]50歐姆阻抗輸入埠 Pl中心設置輸入內部接口 Cl，輸入內部接口 Cl的另一端與接口輸入電感C2連接，接口輸入電感C2的另一端與輸入耦合帶狀線C3相連。
[0017]雙模諧振腔BI第一帶狀線C4、雙模諧振腔BI第二帶狀線C5、雙模諧振腔BI第三帶狀線C6、雙模諧振腔BI第四帶狀線C7和雙模諧振腔BI第五帶狀線C8構成雙模諧振腔BI。雙模諧振腔BI第二帶狀線C5位於輸入耦合帶狀線C3的右側，二者耦合連接。雙模諧振腔BI第二帶狀線C5的另一端與雙模諧振腔BI第四帶狀線C7連接。雙模諧振腔BI第四帶狀線C7的另一側與雙模諧振腔BI第五帶狀線CS連接。雙模諧振腔BI第一金屬化通孔Vl位於雙模諧振腔BI第四帶狀線C7上方，二者直接連接。雙模諧振腔BI第一金屬化通孔Vl的另一端與雙模諧振腔BI第二帶狀線C5連接。雙模諧振腔BI第二金屬化通孔V2位於雙模諧振腔BI第四帶狀線C7下方，二者直接相連，雙模諧振腔BI第二金屬化通孔V2的另一端與雙模諧振腔BI第三帶狀線C6直接相連。輸出耦合帶狀線C9位於雙模諧振腔BI第五帶狀線CS的右側，二者耦合連接。輸出耦合帶狀線C9的另一側與輸出接口電感ClO連接、輸出接口電感ClO的另一側與輸出內部接口 Cll相連，輸出內部接口 Cll的另一端設置於50歐姆阻抗輸出埠 P2的中心。
[0018]結合圖1，所述50歐姆阻抗輸入埠 P1、輸入內部接口 Cl、接口輸入電感C2、輸入耦合帶狀線C3，雙模諧振腔BI第一帶狀線C4、雙模諧振腔BI第二帶狀線C5、雙模諧振腔BI第三帶狀線C6、雙模諧振腔BI第四帶狀線C7、雙模諧振腔BI第五帶狀線C8，雙模諧振腔BI第一金屬化通孔V1、雙模諧振腔BI第一金屬化通孔V2，輸出耦合帶狀線C9，輸出接口電感C10、輸出內部接口 Cll、50歐姆阻抗輸出埠 P2，上述幾何形狀均採用多層低溫共燒陶瓷工藝實現。
[0019]結合圖1，雙模諧振腔BI是關於對稱軸的偶對稱幾何形狀；同時也是上下對稱的幾何形狀。雙模諧振腔BI第一帶狀線C4、雙模諧振腔BI第二帶狀線C5、雙模諧振腔BI第三帶狀線C6和雙模諧振腔BI第五帶狀線CS都是開路的結構。
[0020]具體而言，所述雙模諧振腔BI關於其對稱軸偶對稱並且上下對稱，雙模諧振腔BI第一帶狀線C4、雙模諧振腔BI第二帶狀線C5、雙模諧振腔BI第三帶狀線C6、雙模諧振腔BI第四帶狀線C7、雙模諧振腔BI第五帶狀線CS均為兩端開路的結構。根據奇偶模的分析方法，合理調整雙模諧振腔的尺寸就能任意調整雙模的諧振頻率，當兩種模式的諧振頻率和耦合程度得當時，就能夠得到性能優良的濾波器。
[0021]下面結合實施例對本發明做進一步詳細的描述。
[0022]實施例1
[0023]本發明的新型立體微型雙模寬帶濾波器的輸入耦合帶狀線C3，雙模諧振腔BI第一帶狀線C4、雙模諧振腔BI第二帶狀線C5的尺寸分別為3.2mmX 0.2mm,2.9mmX 0.28mm和3.3mm X 0.47mm。
[0024]本發明一種新型三維多層單零點雙模濾波器的尺寸僅為4.8mmX4.2mmX 1.5mm,其性能可從圖3看出，通帶中心頻率為7.0GHz，通帶6.95GHz?7.06GHz，相對帶寬約為2%，通帶內最小插入損耗為2.15dB，中心頻率處輸入埠回波損耗達到了 17.8dB，帶外產生了一個零點，通帶右側帶外抑制較好。
【權利要求】
1.一種新型三維多層單零點雙模濾波器，其特徵在於，包括50歐姆阻抗輸入埠(PD、輸入內部接口(Cl)、接口輸入電感(C2)、輸入耦合帶狀線(C3)、雙模諧振腔(BI)第一帶狀線(C4)、雙模諧振腔(BI)第二帶狀線(C5)、雙模諧振腔(BI)第三帶狀線(C6)、雙模諧振腔(BI)第四帶狀線(C7)、雙模諧振腔(BI)第五帶狀線(CS)、雙模諧振腔(BI)第一金屬化通孔(VI)、雙模諧振腔(BI)第二金屬化通孔(V2)、輸出耦合帶狀線(C9)、輸出接口電感(C10)、輸出內部接口 (Cll)和50歐姆阻抗輸出埠 (P2)； 50歐姆阻抗輸入埠(Pl)中心設置輸入內部接口(Cl)，輸入內部接口(Cl)的另一端與接口輸入電感(C2)連接，接口輸入電感(C2)的另一端與輸入耦合帶狀線(C3)相連； 雙模諧振腔(BI)第一帶狀線(C4)、雙模諧振腔(BI)第二帶狀線(C5)、雙模諧振腔(BI)第三帶狀線(C6)、雙模諧振腔(BI)第四帶狀線(C7)和雙模諧振腔(BI)第五帶狀線(CS)構成雙模諧振腔(BI);雙模諧振腔(BI)第二帶狀線(C5)位於輸入耦合帶狀線(C3)的右側，二者耦合連接，雙模諧振腔(BI)第二帶狀線(C5)的另一端與雙模諧振腔(BI)第四帶狀線(C7)連接，雙模諧振腔(BI)第四帶狀線(C7)的另一側與雙模諧振腔(BI)第五帶狀線(CS)連接；雙模諧振腔(BI)第一金屬化通孔(Vl)位於雙模諧振腔(BI)第四帶狀線(C7)上方，二者直接連接，雙模諧振腔(BI)第一金屬化通孔(Vl)的另一端與雙模諧振腔(BI)第二帶狀線(C5)連接，雙模諧振腔(BI)第二金屬化通孔(V2)位於雙模諧振腔(BI)第四帶狀線(C7)下方，二者直接相連，雙模諧振腔(BI)第二金屬化通孔(V2)的另一端與雙模諧振腔(BI)第三帶狀線(C6)直接相連，輸出耦合帶狀線(C9)位於雙模諧振腔(BI)第五帶狀線(C8)的右側，二者耦合連接，輸出耦合帶狀線(C9)的另一側與輸出接口電感(ClO)連接，輸出接口電感(ClO)的另一側與輸出內部接口(Cll)相連，輸出內部接口(Cll)的另一端設置於50歐姆阻抗輸出埠(P2)的中心。
2.根據權利要求1所述的新型三維多層單零點雙模濾波器，其特徵在於，50歐姆阻抗輸入埠(P1)、輸入內部接口(Cl)、接口輸入電感(C2)、輸入耦合帶狀線(C3)、雙模諧振腔(BI)第一帶狀線(C4)、雙模諧振腔(BI)第二帶狀線(C5)、雙模諧振腔(BI)第三帶狀線(C6)、雙模諧振腔(BI)第四帶狀線(C7)、雙模諧振腔(BI)第五帶狀線(CS)、雙模諧振腔(BI)第一金屬化通孔(VI)、雙模諧振腔(BI)第二金屬化通孔(V2)、輸出耦合帶狀線(C9)、輸出接口電感(C10)、輸出內部接口(Cll)和50歐姆阻抗輸出埠(P2)均採用多層低溫共燒陶瓷工藝加工實現。
3.根據權利要求1或2所述的新型三維多層單零點雙模濾波器，其特徵在於，所述雙模諧振腔(BI)關於其對稱軸偶對稱並且上下對稱，雙模諧振腔(BI)第一帶狀線(C4)、雙模諧振腔(BI)第二帶狀線(C5)、雙模諧振腔(BI)第三帶狀線(C6)、雙模諧振腔(BI)第四帶狀線(C7)、雙模諧振腔(BI)第五帶狀線(CS)均為兩端開路的結構。
【文檔編號】H01P1/212GK104332681SQ201410467109
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月12日 優先權日:2014年9月12日
【發明者】戴永勝, 朱丹, 顧家, 陳相治, 李雁 申請人:南京理工大學